Во-вторых, есть и еще один вариант катастрофических событий - так называемый, Большой Взрыв. Эта идея была выдвинута в 2003 году в статье Р. Колдвелла, М. Камионковского, Н. Вайберга «Фантомная энергия и космический конец света». Есть определенные основания предполагать, что величина взаимодействия между частицами, благодаря которому существуют все устойчивые структуры, начиная с атомов, уменьшается со временем. Тогда в какой то момент времени, когда взаимодействие станет слишком слабым, произойдет распад всех материальных объектов, и тогда исчезнет Разум, если это не чисто полевая структура. Возможно, это можно рассматривать как вариант энтропии, хотя на этот счет сегодня существует несколько, взаимно исключающих гипотез.
В-третьих, возможна еще одна опасность. Вполне возможно, что наше пространство состоит не из трех измерений, а из много большего их числа. Например, мы можем не замечать остальных измерений, ввиду их малого размера. Но если линейные параметры дополнительных измерений увеличиваются, то со временем они начнут серьезно влиять на динамику нашего Мира.
Если же цивилизации придется вести серьезную борьбу за выживание Разума, то возможен, к примеру, такой вариант. Найти более удобное убежище для Разума, нежели человеческий мозг, и полностью перестроить тело, которое, как полагает американский астрофизик Ф. Дайсон, всего лишь защитная оболочка для Разума. Разрабатываемые сегодня сверх проводящие и квантовые компьютеры могут оказаться вполне подходящим местом для обитания Сверх Разума будущего, обрабатывающего информацию, практически не расходуя время и энергию.
«Любопытную возможность спасения представляют и современная теория поля совместно с теорией гравитации. Теоретически могут существовать такие необычные объекты, как Черные Дыры с некоторой плотностью энергии внутри. В типовой модели Черной Дыры вся масса и энергия сосредоточены в ее центре. Время в таких объектах течет совсем не так, как вдали от них. Поэтому, стоит только оказаться внутри них, и можно продлить свое существование как угодно долго. Для стороннего наблюдателя время ее жизни ограничено, поскольку она испаряется из-за излучения Хокинга. Но для тех, кто внутри Черной Дыры, время течет по-другому, и по их часам этот космический объект будет жить бесконечно долго. А вот внешний мир перестанет для него существовать еще при прохождении эквоповерхности Черной Дыры.
Возможно, в нашей вселенной существуют, или могут быть искусственно созданы, такие любопытные объекты, как «кротовые норы», соединяющие разные участки нашего четырехмерного пространства-времени между собой или даже наш Мир с другими мирами. Тогда проблема неограниченного по времени существования Разума приобретет совсем другой оборот и ничто не помешает ему свободно путешествовать по различным вселенным, выбирая благоприятное место обитания. Более того, разобравшись с тем, как рождаются вселенные и почему у них бывают различные свойства, сверхцивилизация может заняться поиском готовых или созданием новых миров, более приспособленных для жизни и не подверженных разного рода катаклизмам, присущим нашему Миру.
6. Темная материя. Темная энергия
Вопрос несоответствия общей суммарной массы вещественной материи во Вселенной давно озадачивал ученых астрофизиков. Ведь если учитывать во Вселенной только совокупную массу всех ее материальных частей, включая звезды, галактики, туманности и газовые облака, то такая Вселенная не может быть устойчивой. Ее гравитационных связей будет недостаточно, чтобы удерживать в связанном состоянии. Поэтому возникла необходимость дополнить каким-то образом материальную массу, поскольку вещественная масса содержит всего 4% от общей массы всей Вселенной, которая была бы способна обеспечить гравитационную стабильность нашего Мира.
Так уже несколько веков назад возникло первое упоминание о «Темной Материи», и впервые ее сумел некоторым образом описать в 1920 году Фриц Звяке. Однако, это описание не носило научного характера, не было основано на фундаментальной теории, имело чисто гипотетический характер.
И вот в наши дни американскими учеными Пирстоном и Острайкером предложена такая модель Вселенной, которая могла бы обеспечить ее устойчивость, исходя из дополнения всего пространства темной материей. Если ранее предложенные математические модели показывали неустойчивость системы, которая стремилась немедленно распасться, то после введения понятия темной материи, которая составила 96% от общей массы Вселенной, позволила получить модель устойчивой системы. При этом она проявила характер устойчивости даже при условии учета теории Большого Взрыва и применения модели расширяющейся Вселенной.
Но эта идея не всем ученым пришлась по вкусу. Это не удивительно, поскольку всегда имеется возможность не соглашаться с предлагаемыми постулатами, ибо любая парадигма не может быть совершенна и окончательна в смысле фундаментальности. Ученым не нравилась идея модели Звеке, и они не соглашались с его результатами, хотя и не находили разумных и категоричных возражений. Они просто считали, что подобная мысль слишком спекулятивна. Мир не был готов воспринять идеи Острайкера о темной материи. Однако, благодаря работам ученой - астрофизика Веры Рубен, которая работала в институте Карнеги, ситуация резко изменилась.
Работая в обсерватории, она отошла от своих первоначальных исследований в области Черных Дыр и обратила внимание на целые Галактики. Исследуя последние, она натолкнулась на нечто более фундаментальное. Вот уже более 300 лет физики ведут практическую проверку законов Ньютона. Всеми движениями тел во Вселенной управляет гравитация. Формулы движения космических тел отлично описываются законами Ньютона, например, движение небесных тел Солнечной Системы, где планеты удерживаются на своих орбитах силами гравитации.
Величины скоростей планет даны в земных годах орбитального вращения. Чтобы получить значения линейных скоростей в километрах необходимо сделать перерасчет через соответствующие величины орбит планет.
Если построить график зависимости скорости движения планет от их расстояния от Солнца от Меркурия до Плутона (см. рисунок), то будет видно, что Меркурий вращается на много быстрее, чем Плутон. Этот график называют кривой вращения планет. Он наглядно иллюстрирует закон тяготения, согласно которому, чем дальше от Солнца, тем слабее притяжение.
Галактики устроены примерно так же, как наша Солнечная Система. Только в спиральной Галактике вокруг гравитационного центра, роль которого выполняет гигантская Черная Дыра, вращаются звезды. В 70-х годах ХХ-го века В. Рубен стала изучать кривые вращения звезд в Галактиках. Она обратила внимание на края Галактики, поскольку известно, что этим вопросом никто не занимается. Была зафиксирована ближайшая к нам галактика Туманность Андромеды, и для нее построен график движения звезд (кривая - 2). Ей удалось обнаружить, что с удалением звезд от центра вращения их скорости не уменьшаются, то есть, их скорости такие же, как у звезд, ближайших к центру. Это факт оказался неожиданным, и его следовало объяснить.
Казалось, что звезды в галактике нарушают закон тяготения. Скорости их орбитального движения оказались совсем не такими, как следовало из Закона Всемирного Тяготения. Если мы измерим скорости движения звезд по их галактическим орбитам, то обнаружим, что эти скорости постоянны везде, во всей области наблюдений. Это шло в разрез с тем положением, которое имеет место в Солнечной Системе, и с законами Ньютона. Эти скорости должны были снижаться к периферии. Стало очевидно, что наше старое представление о галактиках неверно.
Скорости вращения звезд в Галактиках слишком большие. По всем законам орбитального движения они при таких скоростях должны были бы улететь в космическое пространство, оторваться от центра галактики, система при таких условиях движения не может быть устойчивой. Следовательно, их удерживает на орбитах какая-то дополнительная материя. Если повезет, то обнаружится, что этой материи обнаружится ровно столько, чтобы обеспечить недостающие гравитационные силы. Такое соответствие должно быть установлено в пространстве. Эти работы В. Рубен стали тем поворотным моментом в астрофизике, начиная с которого представление о Темной Материи стало широко использоваться, как некоторая фундаментальная гипотеза.
Наука натолкнулась на головоломку. Чего-то в этой гипотезе не доставало. С одно стороны, во Вселенной не хватает массы, чтобы удерживать ее физические объекты вместе, обеспечивать устойчивость системы. С другой стороны, Вселенная существует и не распадается.
Однако следует вспомнить, что существует парадигма, согласно которой Вселенная расширяется, и скорость расширения постоянно возрастает. Такой процесс мы рассматриваем как последствие Большого Взрыва. Но возможно, мы здесь опять же что-то недоучитываем, так как в любую теорию, любую гипотезу при подробном рассмотрении обязательно вклиниваются новые вопросы, новые неточности.
Кроме того, говоря о суммарной массе, участвующей во вращательном движении Галактик, следует учитывать тот момент, что наша оценка массы эквивалентной, центральной Массивной Черной Дыре абсолютно не определена. Та методика определения этой массы, которая предлагается современной астрофизикой, никак не может быть принята однозначной.
Наука приготовила ответ на вопрос о Темной Материи. Темная Материя Пирстона-Острайкера, в некотором смысле, ставит все на место, а благодаря В. Рубен, эта идея стала очень популярной. Всеми, кто занимается астрофизикой, овладела новая идея. Темная Материя стала новой парадигмой. Но оставалась одна маленькая проблема. Никто никогда не видел темную материю. Профессор Солт Уолтер из Калифорнийского университета говорит, что существуют два артефакта, которые известны о Темной Материи.
Во-первых, у темной материи есть масса, которая гравитационно взаимодействует с другими массами. Так что мы ищем что-то тяжелое.
Во-вторых, нам известно, что эта масса может быть очень велика, поскольку та масса, которой обладают звезды и другие материальные тела Вселенной, составляет лишь 5% той массы, которая могла бы удерживать звезды внутри галактики.
Кроме этого, мы ничего не знаем о Темной Материи.
Теперь задача состоит в том, чтобы понять, что же такое Темная Материя, и здесь открывается большой простор для поисков. Сам по себе термин «Темная Материя» звучит экзотически. Астрономы измерили массу газовых облаков, планет, погасших звезд, всего того, что существует в космосе и не светится для того, чтобы идентифицировать темную материю. Однако, гравитационного вещества по-прежнему не хватало.
К началу 90-х годов даже самые сильные оценки давали менее 10% той массы, которая необходима для соответствия результатам экспериментов. И если темная материя не создается обычными объектами, которые можно увидеть, то, видимо, должно быть нечто, что абсолютно не видимо и может быть обнаружено лишь через косвенный эксперимент. Для этого совершенно не достаточно возможностей прежних телескопов.
Профессор Рикардо Дреонванелли (Корнуэльский университет) использовал для экспериментов радиотелескоп в Пуэрто-Рико, что позволило расширить частотный диапазон исследуемых сигналов. Он является опытным экспертом по наблюдениям за недоступными для изучения другими астрономами областями Вселенной. Для этого ему недостаточно обычных телескопов. Это позволяет ему изучать в космосе те явления, которые не фиксируются в световом диапазоне частот.
Радиотелескоп в Пуэрто-Рико называют самым большим ухом в мире. Его тарелка собирает радио волны, распознаваемые мощным приемником. Здесь Рикардо и его коллеги создают современную картину Мира на основе данных о Водороде, самом распространенном элементе нашей Вселенной. Поэтому телескоп можно использовать для определения его количества и структуры излучения Вселенной в целом. Когда были закончены эксперименты, то было обнаружено, что в самых удаленных областях Галактики, в которых уже нет никаких звезд, а только содержится один водород в виде газовых облаков, происходит нечто удивительное. Газ там движется также быстро, как и звезды во всей Галактике. Газ, состоящий из водорода, как будто вращается какой-то невидимой силой. Создается такое впечатление, что темная материя является некоторым нимбом, окружает галактику в целом и все, что в ней содержится, включая нашу Солнечную Систему и Землю.
Но и этого газа недостаточно для описания всеобщего вращения. Следовательно, должна существовать какая-то форма материи, называемая неварионной. Без атомная форма материи, но, тем не менее обладающая массой. Все свидетельствует в пользу одного утверждения: темная материя не состоит из атомов, как вся вещественная материя. Так что необходимо искать нечто, что не состоит из атомов, но обладает массой, присутствующее везде, но невидимое для нас.
Наука должна совершенно по-новому взглянуть на Мир и найти совершенно новый тип материи. Для этого необходимо по иному подойти к исследованиям. В глубинных шахтах Земли работают ученые, охотники за темной материи, в том числе астрофизик-экспериментатор профессор Тим Санпер. Он стремится создать возможности для идеальных, «стерильных» условий, обеспечивающих чистый эксперимент. Частицы, которые способны долететь из космоса и которые имеют все проникающие свойства, наши ученые называют «нейтрино». Та форма материи, которую ищут, являются совершенно новым семейством частиц. Ученые считают, что они существуют, поскольку их предсказывают многие физические теории. Ученые США называют эти частицы нейтролино. Они могут существовать везде и обеспечить во Вселенной недостающую гравитацию.